Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
Perencanaan Teknis Drainase Kawasan Kasang Kecamatan Batang Anai Kabupaten Padang Pariaman Ir. Syofyan. Z , MT*, Kisman** * Staf Pengajar FTSP – ITP ** Mahasiswa Jurusan Teknik Sipil FTSP Institut Teknologi Padang Jl. Gajah Mada, Kandis nanggalo, Padang
[email protected]
INTISARI Drainase merupakan bangunan air yang berfungsi untuk mengurangi dan atau membuang kelebihan air dari suatu kawasan atau lahan, sehingga lahan dapat difungsikan secara optimal. Diurut dari hulunya, bangunan sistem drainase terdiri dari saluran penerima, saluran pengumpul, saluran pembawa, saluran induk dan badan air penerima. Untuk menjaga keseimbangan antara aliran permukaan (Run Off) dengan peresapan (hifiltrasi) akibat perubahan tata guna lahan serta drainase yang ada terabaikan, maka penampang drainase yang tidak mampu lagi menampung besarnya debit banjir sehingga luapan air ke daerah-daerah perkampungan tidak dapat dihindari lagi. Dengan demikian untuk mengatasi permasalahan diatas, maka Penulis sangat tertarik membahas masalah ini sebagai tugas akhir dengan judul “Perencanaan Teknis Drainase Kawasan Kasang Kecamatan Batang Anai Kabupaten Padang Pariaman”. Adapun maksud dari perencanaan teknis drainase kawasan Kasang ini adalah untuk membuat rencana rinci saluran drainase sekunder dan tersier kawasan kasang serta meningkatkan daerah kawasan dalam pengembangan pembangunan wilayah. Sedangkan tujuannya adalah untuk mendapatkan gambaran perencanaan yang konkrit dan lengkap, dengan kapasitas penampang saluran yang mampu mengalirkan debit banjir rencana agar kawasan kasang aman dari bahaya banjir sehingga perekonomian menjadi lancar dan dapat meningkatkan tingkat kesejahteraan masyarakat. Kata Kunci: Perencanan Teknis, Drainase
86
Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
1. Pendahuluan Kawasan Kasang Kecamatan Batang Anai Kabupaten Padang Pariaman terletak diperbatasan Kota Padang dengan Kabupaten Padang Pariaman yang sebagian besar merupakan daerah dataran rendah dan rawa, mempunyai beberapa drainase yang bermuara ke Batang Anai dan selanjutnya ke pantai barat atau lautan Indonesia. Banjir sudah menjadi langganan didaerah ini, bila turun hujan terus menerus selama 1 atau 2 hari maka perkampungan kasang sudah digenangi banjir, menurut informasi masyarakat setempat banjir yang cukup besar terjadi 3 sampai dengan 4 kali setahun dengan ketinggian air genangan 0.50 m diatas permukaan tanah. Berbagai upaya dan kegiatan yang berkaitan dengan penanggulangan banjir sudah dimulai sejak beberapa repelita, namun kawasan ini tidak luput juga dari banjir, dengan adanya pengembangan Kota Padang ke arah utara atau perbatasan Kota Padang dengan Kabupaten Padang Pariaman dan telah dibangunnya beberapa fasilitas umum seperti Bandara dan Pasar Grosir, maka kawasan ini mendapat perhatian untuk pengembangan wilayah, salah satunya perlu penanggulangan banjir agar masyarakat yang didaerah ini menjadi aman dan tentram dari bahaya banjir. Pesatnya pembangunan yang dilaksanakan baik bersifat permanen maupun temporer yang dibangun oleh masyarakat maupun developer perumahan dan pabrik dikawasan kasang mengakibatkan terjadinya gejala penurunan fungsi keseimbangan antara aliran permukaan (Run Off) dengan peresapan (hifiltrasi) akibat perubahan tata guna lahan serta drainase yang ada terabaikan, maka penampang drainase yang tidak mampu lagi menampung besarnya debit banjir sehingga luapan air ke daerah-daerah perkampungan tidak dapat dihindari lagi.
ISSN : 1693-752X
BATASAN MASALAH Dalam penelitian ini penulis membatasi ruang lingkup tentang Perencanaan Teknis Drainase Kawasan Kasang Kecamatan Batang Anai Kabupaten Padang Pariaman berupa masalah perencanaan dimensi saluran drainase sekunder dan dimensi saluran drainase tersier. 2.
METODOLOGI
ANALISA HUJAN Data hujan yang diperoleh dari alat penakar hujan merupakan hujan yang terjadi hanya padasatu tempat atau titik saja. Mengingat hujan sangat bervariasi terhadap tempat,maka untuk kawasan yang luas satu alat penakar hujan belum dapat menggambarkan hujan wilayah tersebut. Dalam hal ini diperlukan hujan kawasan yang diperoleh dari harga rata-rata curah hujan beberapa stasiun penakar hujan yang ada di dalam kawasan tersebut. Ada tiga macam cara yang umum dipakai dalam menghitung hujan rata-rata kawasan : 1) Rata-rata Aljabar Merupakan metode yang paling sederhana dalam perhitungan hujan kawasan. Metode ini didasarkan pada asumsi bahwa semua penakar hujan mempunyai pengaruh yang setara. Cara ini cocok untuk kawasan dengan topografi rata atau datar, alat penakar tersebut merata / hampir merata dan harga individual curah hujan tidak terlalu jauh dari harga rataratanya. Hujan kawasan diperoleh dari persamaan 2) Metode Poligon Thiessen Metode ini dikenal juga sebagai metode rata-rata timbang. Cara ini memberikan proporsi luasan daerah pengaruh pos penakar hujan untuk mengakomodasi ketidak seragaman jarak. Prosedur penerapan metode ini meliputi langkah-langkah sebagai berikut : Lokasi pos penakar hujan diplot pada peta DAS, antara pos penakar dibuat garis lurus penghubung 87 86
Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
Tarik garis tegak lurus di tengah-tengah tiap garis penghubung sedemikian rupa, sehingga membentuk poligon thiessen. Semua titik dalam satu poligon akan mempunyai jarak terdekat dengan pos penakar yang ada di dalamnya dibandinkan dengan jarak terhadap pos lainnya. Selanjutnya curah hujan pada pos tersebut dianggap representasi hujan pada kawasan dalam poligon yang bersangkutan.
Cara Memilih Metode 1) Jaring-jaring pos penakar hujan Jumlah pos penakar hujan cukup Metode isohyet, Thiessen atau rata-rata aljabar dapat dipakai. Jumlah pos penakar hujan terbatas Metode rata-rata aljabar atau thiessen
Luas areal pada tiap-tiap poligon dapat diukur dengan planimeter dan luas total DAS dapat diketahui dengan menjumlahkan semua luasan poligon
Pos penakar hujan tunggal Metode hujan titik
Hujan rata-rata Das dapat dihitung dengan persamaan berikut :
R
ISSN : 1693-752X
2) Luas DAS DAS besar ( 5000 Km2 ) yang digunakan Metode isohyet.
A1 .R1 A2 .R2 ............... An .Rn A1 A2 ...................... An
Das sedang ( 500 s/d 5000 km2 ) yang digunakan Metode thiessen
Dimana : R : Curah hujan daerah rata-rata R1, R2 ....Rn : Curah hujan ditiap titik pos Curah hujan A1, A2 ....An : Luas daerah Thiessen yang mewakili titik pos curah hujan n : Jumlah pos curah hujan
3) Topografi DAS Pegunungan (Metode rata-rata aljabar) Dataran (Metode thiessen) Berbukit dan tidak beraturan (Metode isohyet)
3) Metode Isohyet
Analisa Frekuensi dan Probalitas
Metode Isohyet terdiri dari beberapa langkah sebagai berikut :
Dalam ilmu stastik dikenal beberapa macam distribusi frekuensi dan empat jenis distribusi yang banyak digunakan dalam bidang hidrologi adalah : 1) Distribusi normal 2) Distribusi Log Normal 3) Distribusi Log Person III 4) Distribusi Gumbel
Plot data kedalaman air hujan untuk tiaptiap pos penakar hujab pada peta
Gambar kontur kedalaman air hujan dengan menghubungkan titik-titik yang mempunyai kedalaman air yang sama. Interval isohyet yang umum dipaki adalah 10 mm
DAS kecil ( 500 km2) yang digunakan Metode rata-rata aljabar
Uji Kecocokan
Hitung luas area antara dua garis isohyet dengan menggunakan planimeter. kalikan masing-masing luas areal dengan rata-rata hujan antara dua isohyet yang berdekatan.
Pengujian parameter yang sering dipakai adalah 1) Uji Chi Kuadrat X2
K ( Ef Of ) Ef i 1
X² = Harga chi- kuadrat 88 87
Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
saluran diisi oleh air. Pada aliran tertutup permukaan air secara langsung tidak dipengaruhi oleh tekanan udara luar, kecuali hanya oleh tekanan hidraulik yang ada dalam aliran saja.
Ef = Frekuensi yang diharapkan untuk kelas i Of = Frekuensi terbaca pada kelas i K = Banyaknya kelas. Analisis Intensitas Hujan Intensitas hujan adalah tinggi atau kedalaman air hujan per satuan waktu.Sifat umum hujan adalah makin singkat hujan berlangsung intensitasnya cenderung makin tinggi dan makin besar periode ulangnya makin tinggi pula intensitasnya
Flow Chart Perencanaan Saluran Drainase
Debit Banjir Rencana Menganalisis debit banjir rencana drainase perkotaan dengan waktu konsentrasi yang relatif pendek, digunakan rumus metode rasional : Q = 0,278 . C . I . A Q C I A
3
= Debit Rencana (m /detik) = Koefisien pengaliran/limpasan = Intensitas hujan (mm/jam) = Luas daerah pengaliran (km2)
3. HASIL DAN PEMBAHASAN Analisa Curah Hujan Rencana Pengambilan data curah hujan dilakukan pada stasiun penangkar hujan yang terdekat, yaitu stasiun penangkar hujan Batang Kasang, Ulakan Tapakis dan Tabing, pengambilan data selama 20 tahun dengan priode pencatatan mulai tahun 1985 sampai dengan tahun 2005, Perhitungan dilakukan dengan mencari nilai rata-rata curah hujan maksimum dari 3 (tiga) Stasiun pada hari pencatatan yang sama. Adapun salah satu contoh perhitungan dari metode aritmatika adalah : Curah hujan Stasiun Tabing = 130 Curah hujan Stasiun Kasang = 299
Analisa Hidrolika Aliran air dalam suatu saluran dapat berupa aliran saluran terbuka (open channel flow) dan saluran tertutup (pipe flow). Pada aliran saluran terbuka terdapat permukaan air yang bebas, yang dipengaruhi oleh tekanan udara luar secara langsung. Sedangkan pada aliran tertutup tidak terdapat permukaan yang bebas, oleh karena seluruh 89 88
Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
Curah hujan Stasiun Ulakan = 148 ( 130 + 299 + 148 ) / 3 = 192 Selanjutnya perhitungan curah hujan areal mengunakan metode aritmatika akan ditunjukan akan ditunjukan pada table berikut :
Perhitungan Parameter Distribusi Pearson Tipe III
Curah Hujan Maksimum Metode Aritmetik
berdasarkan
Perhitungan parameter-parameter statistik untuk distribusi Pearson Type III berdasrkan tabel adalah :
Nilai rata – rata (mean) :
X =
X n
=
3924 = 196,20 mm 20
Deviasi standar :
=
X X
=
62.975,20 20 1
2
S
90 89
n 1
Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
Dari hasil analisis jangka panjang (untuk interval ulang 20 tahun) debit banjir maksimum = 3,989 m3/det. Untuk efisiensi maka perhitungan debit banjir disajikan dalam bentuk tabel berikut :
= 57,572
Koefisien variasi :
Cv
=
57,572 S = = 0,293 X 196,20
Koefisien kemencengan :
n X X
ISSN : 1693-752X
3
Cs
= = =
n 1n 2 S 3 20 4.034.016,72 3 19 18 57,572 80.680.334.40 = 1,236 65.261.951,50
Koefisien ketajaman :
n 2 X X
4
Ck =
= `
n 1n 2 n 3S 4 20 2 563.182.296,54 4 19 18 17 57,572 Analisa Hidrolika
= 3.53
a) Hidrolika Saluran Rumus kecepatan rata-rata pada perhitungan dimensi penampang saluran menggunakan rumus Manning. Untuk penampang saluran trapesium yang paling ekonomis adalah kemiringan dinding saluran α = 600 = 1 : m, dengan m = 2 perbandingan lebar saluran (b) dan tinggi air (h)
Dari hasil analisis data diatas dapat ditarik kesimpulan bahwa distribusi yang memenuhi syarat adalah distribusi Log Pearson III.
Analisa Debit Banjir Rencana Untuk analisis debit puncak dapat dipakai rumus metode rational sebagai berikut : = 0,278 . c . I . A
Untuk daerah kawasan kasang pengunaan lahan analisis debit banjir puncak adalah berdasarkan tabel 4.7, sedangkan untuk daerah yang diteliti adalah sebagai berikut : Luas Area (A) = 0,1800 km2 Koefesien pengaliran (c) = 0.70 (tabel 4.6) Intensitas (I) = 113.88 mm/jam (perhitungan sebelumnya) 91 90
Penampang saluran trapesium
Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
Untuk penampang saluran type II :
Q.2 = 0,278 c . I . A Dimana : Koefesien pengaliran (c) = 0,70 Intensitas hujan (I) = 113,88 mm/jam Luas area pengaliran (A) = 0.1050 km² Maka debit rencana pada saluran type II adalah Q.2 = 0.278 x 0.70 x 113.88 x 0.1000 = 2,216 m3/det Luas penampang saluran (A) yang dibutuhkan adalah :
Kekasaran manning (n) Kemiringan dasar saluran (s) Kecepatan aliran (V)
: 0,012 : 0.003 : 1,524
A
h 0 ,76 A
Maka luas penampang saluran adalah :
h 0 ,76 1,454
Q 3,989 V 1.5 A 2 , 659 m 2 (luas penampang saluran)
A
h = 0,916 m ≈ 0,95 m
b 0,877
A
b 0 ,877 1, 454
Untuk α = 600,
b = 1,058 m ≈ 1,10 m
h 0,76 A 0 , 76 2 , 659
Dengan demikian didapatkan data dimensi saluran adalah sebagai berikut : Debit banjir rencana (Q.2) = 2,216 m3/det Lebar saluran (b) = 1,10 m Tinggi saluran (h) = 0,95 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m Tinggi total saluran (H) = 1,20 m Kecepatan aliran (V) = 1,524 m/det. Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003.
h = 1,239 ≈ 1,25 m
b 0,877 A 0 ,877
Q 2, 216 1,454 m 2 V 1,524
2 , 659
b = 1,43 ≈ 1,45 m
A 2,5h 2 0,543h P 4,606h R 0,543h R 0,543 x1,25 R 0,68 R
Untuk penampang saluran type III : Q3 = Q.1 + Q.2 = 2,571 + 2,216 = 4,787 m3/det V = 1,524. Luas penampang saluran (A) yang dibutuhkan adalah :
Dengan demikian didapatkan data dimensi saluran adalah sebagai berikut : Debit banjir rencana (Q)= 2,571 m3/det Lebar saluran (b) = 1,15 m Tinggi saluran (h) = 1,00 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m Tinggi total saluran (H) = 1,25 m Kecepatan aliran (V) = 1,524 m/det Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003
A
Q 4,787 3,141 m 2 V 1,524
h 0 ,76 A h 0,76 3,141 h = 1,347 m ≈ 1,40 m
b 0,877 92 91
A b 0 ,877 3,141
Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
Kecepatan aliran (V) m/det. (dari tabel terlampir) Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003. (hasil analisis)
b = 1,554 m ≈ 1,60 m Dengan demikian didapatkan data dimensi saluran adalah sebagai berikut : Debit banjir rencana (Q) = 4,787 m3/det Lebar saluran (b) = 1,60 m Tinggi saluran (h) = 1,40 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m Tinggi total saluran (H) = 1,65 m Kecepatan aliran (V) m/det. (dari tabel terlampir) Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003. (hasil analisis)
= 1,524
Rekapitulasi analisis debit banjir rencana
= 1,524
Untuk penampang saluran type IV : Q.4 = 0,278 c . I . A Dimana : Koefesien pengaliran (c) = 0,70 Intensitas hujan (I) = 113,88 mm/jam Luas area pengaliran (A) = 0.095 km²
Untuk penampang saluran type V : Q5 = Q.3 + Q.4 = 4,787 + 1,773 = 6,560 m3/det V = 1,524. (dari tabel terlampir) Penampang saluran yang dibutuhkan adalah :
Maka debit rencana pada saluran type IV adalah : Q.4 = 0.278 x 0.70 x 113,88 x 0.080 = 1,773 m3/det Luas penampang saluran (A) yang dibutuhkan adalah :
A
ISSN : 1693-752X
A
Q 6,560 4 ,304 m 2 V 1,524 h 0 ,76 A
Q 1,773 1,163 m 2 V 1,524 (luas penampang
h 0 ,76 4,304
saluran)
h = 1,577 m ≈ 1,60 m
h 0 ,76 A b 0,877
h 0,76 1,163 h = 0,820 m ≈ 0,85 m
b 0,877
A
b 0 ,877 4,304
A
b = 1,819 m ≈ 1,85 m
b 0 ,877 1,163 b = 0,946 m ≈ 0,95 m Dengan demikian didapatkan data dimensi saluran sebagai berikut : Debit banjir rencana (Q) = 1,773 m3/det Lebar saluran (b) = 0,95 m Tinggi saluran (h) = 0,85 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m Tinggi total saluran (H) = 1,10 m
Dengan demikian didapatkan data dimensi saluran sebagai berikut : Debit banjir rencana (Q) = 6,560 m3/det Lebar saluran (b) = 1,850 m Tinggi saluran (h) = 1,60 m Tinggi jagaan (w) = 0,25 m Tinggi total saluran (H) = 1,85 m Kecepatan aliran (V) = 1,524 m/det. (dari tabel terlampir) 93 92
Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
Kemiringan dasar saluran (S) = 0,003. (hasil analisis)
ISSN : 1693-752X
Penampang saluran sekunder type V, sepanjang 881 meter
Perencanaan Dimensi Saluran
U
saluran sekunder type V
2. Saluran Tersier Kampung Tanjung dan Perumahan Kasai Permai, dengan panjang total mencapai 734 meter. Penampang saluran Tersier type II, sepanjang 550 m.
Pola dan Type Saluran yang digunakan 1. Saluran Sekunder Kawasan Kasang dengan panjang saluran 1.891 meter. Penampang saluran sekunder type I, sepanjang 352 m:
i) Penampang saluran Tersier type II, sepanjang 550 m.
saluran sekunder type I Penampang saluran sekunder type III, sepanjang 658 meter
saluran tersier type II ii) Penampang saluran Tersier type IV, sepanjang 450 m.
saluran sekunder type III
94 93
Vol.14 No.1. Februari 2013
Jurnal Momentum
ISSN : 1693-752X
saluran tersier type IV 5. KEPUSTAKAAN Hindarko, S. 1997. “Drainase Perkotaan”. Jakarta : Gunadarma
4. KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN 1. Berdasarkan perhitungan perencanaan dari hasil analisis jangka panjang untuk interval 20 tahun debit banjir maksimum didapatkan Q = 3,989 m³/detik 2. Perencanan Drainase kawasan Kasang terdiri dari saluran sekunder dan saluran tersier, masing-masing diperoleh dimensi sebagai berikut : Saluran sekunder type I, dengan lebar saluran (b) : 1,15 m, tinggi saluran (h) : 1,00 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m, Saluran sekunder type II, dengan lebar saluran (b) : 1,60 m, tinggi saluran (h) : 1,40 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m, Saluran sekunder type V, dengan lebar saluran (b) : 1,85 m, tinggi saluran (h) : 1,60 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m, Saluran tersier type II, dengan lebar saluran (b) : 1,10 m, tinggi saluran (h) : 0,95 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m, Saluran tersier type IV, dengan lebar saluran (b) : 0,95 m, tinggi saluran (h) : 0,85 m, tinggi jagaan (w) = 0,25 m, 3. Gambar perencanaan teknis drainase kawasan Kasang yang terdiri dari dimensi saluran sekunder dan saluran tersier terlampir. . SARAN Perlu adanya pengawasan yang ketat terhadap operasi dan pemeliharaan drainase secara kontinu Perlu adanya pengamanan dan perawatan serta perbaikan terhadap drainase rutinitas
Harto, Sri. 1993. “Analisis Hidrologi”. Jakarta : Gramedia Pustaka Utama Soewarno. “Hidrologi” jilid I dan II. Bandung : Nova Sosrodarsono, Suyono. Takeda,Kensaku,Ir. 1978. “Hidrologi dan Pengairan”. Jakarta : PT. Pradya Pratama Suryawan, Ari, Ir. 2002. “Analisis Hidrologi dan Hidrolika Disain Drainase Jalan”. Jogyakarta : UGM Press. Sukarto, Haryono, Ir. Msi. 1999. “Drainase Perkotaan”. Departemen Pekerjaan Umum : Jakarta
95 94
